Зрение и слух в головном мозге

Как связаны между собой звук, слух и мозг?

Рассмотрим взаимосвязь мозга и слуховой системы.

Богатейшая картина звукового мира, преобразованная в периферических механических и рецепторных структурах органа слуха, приводит в действие сложнейшие механизмы мозга, деятельность которых завершается трансформацией слухового «изображения» в акт восприятия.

В основе восприятия любого стимула лежит внутренняя обработка информации. Результаты внешнего воздействия преобразуются в определенный код, носителем которого являются клетки мозга — нейроны (рис. 18).

Рис. 18. Нейрон и его электрические реакции.
а — схема нейрона (микроэлектрод введен в тело клетки); б — импульс, регистрируемый от аксона или тела клетки; в — медленные постсинаптические потенциалы, возбуждающие (ВПСП) и тормозные (ТПСП). На а: В — возбуждающие, Т — тормозные синапсы.

Мозг человека и высших животных состоит из миллиардов нервных клеток, находящихся в непрерывной активности.

Они генерируют электрические разряды — импульсы или медленные электрические потенциалы. Весь разнообразный поток раздражителей, которые воспринимаются органами чувств от внешней среды, заключен в этих двух типах электрических сигналов.

Каким бы совершенством и разнообразием не были бы представлены периферические структуры, ориентировка в огромном и удивительном мире звуков была бы невозможна без участия нейронов — этих маленьких кирпичиков в здании слухового восприятия.

Процесс слухового анализа начинается с реакции тысяч механочувствительных рецепторных клеток внутреннего уха.

Около 30 тысяч нервных волокон, входящих в состав слуховой ветви VIII черепно-мозгового нерва, передают полученную из внешней среды информацию в мозговые центры, где она перерабатывается и интерпретируется.

Для того чтобы получить хотя бы приблизительное представление о сложности этого процесса, попытайтесь воспроизвести мысленно картину, раскрывающую положение человека, который в шумном многолюдном разговоре должен услышать именно то, что ему представляется важным и интересным.

Если сделать соответствующую магнитофонную запись и дать ее прослушать этому человеку, вряд ли ему удастся из всего многообразия звуков, записанных на пленку, выделить нужную ему информацию.

В реальных условиях, однако, отключаясь от более сильных и близко возникающих звуков, концентрируя внимание, поворачивая голову в определенном направлении, человек легко выделяет интересующий его разговор.

При этом ой может даже одновременно разговаривать с собеседником. Выделение «сигнала» из «шума», — то, что акустики условно называют «проблемой беседы за коктейлем», — задача, достаточно сложная технически, однако она легко решается слуховой системой.

Биоинженеры из университета штата Юта обнаружили, что наше восприятие речи может зависеть от зрения в большей степени, чем считалось ранее: при определенных условиях то, что вы видите, может отменить то, что вы слышите.

«Впервые мы смогли связать поступающий в мозг звуковой сигнал с разницей между тем, что человек, по его словам, слышит, и тем, что он слышит на самом деле, — говорит один из авторов нового исследования Эллиот Смит, аспирант кафедры биоинженерии и неврологии университета. Мы обнаружили, что зрение влияет на отвечающий за слух участок мозга, изменяя ваше восприятие реальности, и вы не можете отключить иллюзию. Люди думают, что между физическими явлениями в окружающем нас мире и нашим субъективным восприятием есть тесная связь, но на самом деле это не так».

При обработке речи мозг рассматривает как изображение, так и звук. Однако, если они немного различаются, визуальные сигналы доминируют над звуковыми. Это явление назвали эффектом Мак-Герка в честь шотландского психолога Гарри Мак-Герка, который вел исследования связи между слухом и зрением при восприятии речи в 1970 году. Эффект Мак-Герка наблюдался в течение десятилетий, однако его природа оставалась непостижимой. В новом исследовании команда университета Юты точно определила источник эффекта Мак-Герка путем записи и анализа сигналов мозга в височной коре, области мозга, которая обычно обрабатывает звук. С помощью коллег Смит записал электрические сигналы с поверхности мозга четырех больных эпилепсией (двух мужчин и двух женщин). Эксперимент проводился на добровольцах с тяжелой формой эпилепсии, перенесших операцию для лечения своей болезни.

Испытуемых попросили смотреть и слушать видеозапись, сосредоточившись при этом на том, как двигаются губы человека, произносящего определенные слоги. Когда движения рта говорящего совпадали со звуком, который слышали участники теста, слог воспринимался ими правильно. При очевидном несовпадении тестируемые воспринимали этот разрыв и также слышали слог правильно. Но если движение губ лишь слегка не соответствовало звучанию, то испытуемые слышали не тот слог, который произносился в действительности, а тот, который угадывался по движению губ. Эта демонстрация эффекта Мак-Герка подтверждает, что зрение важнее слуха.

Измеряя электрические сигналы в мозгу испытуемых во время показа им видео, исследователи могли определить, слуховые или зрительные сигналы были использованы мозгом для идентификации слогов. В первых двух случаях активность мозга увеличивалась соответственно обычному восприятию звуковых сигналов. Но при возникновении эффекта Мак-Герка картина его деятельности изменялась в соответствии с тем, что человек увидел, а не услышал. Статистический анализ подтвердил наличие этого эффекта у всех испытуемых.

«Мы показали, что нервные импульсы в мозгу, которые должны управляться звуком, отменяются визуальными сигналами, говорящими «Слушай!», — говорит один из исследователей, Брэдли Гриджер. Ваш мозг по существу игнорирует физический звук в ухе и следит за происходящим через зрение».

Новые данные призваны помочь ученым понять, как происходит обработка речи в организме человека, особенно в развивающемся мозгу младенца, который пытается связать звуки и движение губ, чтобы научиться говорить. Кроме того, они могут помочь ученым разобраться в причинах таких расстройств, как, например, дислексия.

Ученые доказали: мозг доверяет зрению больше, чем слуху

Биоинженеры из университета штата Юта обнаружили, что наше восприятие речи может зависеть от зрения в большей степени, чем считалось ранее: при определенных условиях то, что вы видите, может отменить то, что вы слышите.

«Впервые мы смогли связать поступающий в мозг звуковой сигнал с разницей между тем, что человек, по его словам, слышит, и тем, что он слышит на самом деле, — говорит один из авторов нового исследования Эллиот Смит, аспирант кафедры биоинженерии и неврологии университета. Мы обнаружили, что зрение влияет на отвечающий за слух участок мозга, изменяя ваше восприятие реальности, и вы не можете отключить иллюзию. Люди думают, что между физическими явлениями в окружающем нас мире и нашим субъективным восприятием есть тесная связь, но на самом деле это не так».

При обработке речи мозг рассматривает как изображение, так и звук. Однако, если они немного различаются, визуальные сигналы доминируют над звуковыми. Это явление назвали эффектом Мак-Герка в честь шотландского психолога Гарри Мак-Герка, который вел исследования связи между слухом и зрением при восприятии речи в 1970 году. Эффект Мак-Герка наблюдался в течение десятилетий, однако его природа оставалась непостижимой. В новом исследовании команда университета Юты точно определила источник эффекта Мак-Герка путем записи и анализа сигналов мозга в височной коре, области мозга, которая обычно обрабатывает звук. С помощью коллег Смит записал электрические сигналы с поверхности мозга четырех больных эпилепсией (двух мужчин и двух женщин). Эксперимент проводился на добровольцах с тяжелой формой эпилепсии, перенесших операцию для лечения своей болезни.

Испытуемых попросили смотреть и слушать видеозапись, сосредоточившись при этом на том, как двигаются губы человека, произносящего определенные слоги. Когда движения рта говорящего совпадали со звуком, который слышали участники теста, слог воспринимался ими правильно. При очевидном несовпадении тестируемые воспринимали этот разрыв и также слышали слог правильно. Но если движение губ лишь слегка не соответствовало звучанию, то испытуемые слышали не тот слог, который произносился в действительности, а тот, который угадывался по движению губ. Эта демонстрация эффекта Мак-Герка подтверждает, что зрение важнее слуха.

Измеряя электрические сигналы в мозгу испытуемых во время показа им видео, исследователи могли определить, слуховые или зрительные сигналы были использованы мозгом для идентификации слогов. В первых двух случаях активность мозга увеличивалась соответственно обычному восприятию звуковых сигналов. Но при возникновении эффекта Мак-Герка картина его деятельности изменялась в соответствии с тем, что человек увидел, а не услышал. Статистический анализ подтвердил наличие этого эффекта у всех испытуемых.

«Мы показали, что нервные импульсы в мозгу, которые должны управляться звуком, отменяются визуальными сигналами, говорящими «Слушай!», — говорит один из исследователей, Брэдли Гриджер. Ваш мозг по существу игнорирует физический звук в ухе и следит за происходящим через зрение».

Новые данные призваны помочь ученым понять, как происходит обработка речи в организме человека, особенно в развивающемся мозгу младенца, который пытается связать звуки и движение губ, чтобы научиться говорить. Кроме того, они могут помочь ученым разобраться в причинах таких расстройств, как, например, дислексия.

Поделиться в соц. сетях

Ранее в науке господствовало мнение, что в головном мозге существуют зоны, ответственные за восприятие информации из того или иного органа чувств, например, зрительная кора для зрения и слуховая — для слуха. В последнем номере журнала Nature Communications опубликованы результаты исследования, проведенного группой сотрудников лабораторий изучения мозга и органов чувств Еврейского университета во главе с Сами Аббудом и Амиром Амеди. Ученые доказали, что так называемые «визуальные» области мозга активны и у слепых людей, что у них они работают через слух. «визуальные» области мозга активны даже у слепых от рождения.

Исследование иерусалимских ученых показывает, что собственно физическое видение не является необходимым условием для активизации мозговых центров, ответственных за обработку визуальной информации. Так, слепые, читая книги, напечатанные шрифтом Брайля, задействуют те же самые «визуальные» области коры головного мозга, что и зрячие.

Чтобы понять, каким образом мозг быстро адаптируется к технологическим нововведениям, исследовательская группа использует уникальные инструменты, известные как «устройства замещения органов чувств» (SSD, sensory substitution devices).

SSD-накопители получают информацию из одного органа чувств и передают в другой. Таким образом, например, слепые получают возможность с помощью смартфона или компьютера с веб-камерой создавать мысленный образ видимого объекта, получать информацию о его размере, объеме и цвете через звук.

Исследователи использовали магнитно-резонансную томографию для изучения деятельности мозга слепых, когда те с помощью компьютерных устройств учились идентифицировать зрительные объекты с помощью звука. Было установлено, что когда такие пациенты учатся узнавать буквы по их внешним очертаниям или различные позы человеческого тела, в большей степени активизируются не органы чувств (зрение или слух), а соответствующие участки мозга.

Авторы исследования убеждены, что путем использования технических средств, даже без хирургического вмешательства, будет возможно восстановить мозг слепого для решения визуальных задач. Его лаборатория создала несколько специализированных устройств, помогающих слепым идентифицировать объекты и осуществлять навигацию в пространстве путем метода «сенсорной замены». Метод их действия состоит в том, что они переводят визуальную информацию, видимую веб-камерой или камерой смартфона, в форму звуковых символов.

В минувшем году лаборатория Амеди создала прибор, который с помощью инфракрасных лучей идентифицирует находящиеся вблизи препятствия и сообщает о них незрячему пользователю с помощью звука или вибрации. Устройство, получившее название EyeCane, позволяет, например, незрячему человеку обнаружить открытую дверь на расстоянии около четырех с половиной метров.

Израильские ученые научили слепых видеть мозгом?

Ранее в науке господствовало мнение, что в головном мозге существуют зоны, ответственные за восприятие информации из того или иного органа чувств, например, зрительная кора для зрения и слуховая — для слуха. В последнем номере журнала Nature Communications опубликованы результаты исследования, проведенного группой сотрудников лабораторий изучения мозга и органов чувств Еврейского университета во главе с Сами Аббудом и Амиром Амеди. Ученые доказали, что так называемые «визуальные» области мозга активны и у слепых людей, что у них они работают через слух. «визуальные» области мозга активны даже у слепых от рождения.

Исследование иерусалимских ученых показывает, что собственно физическое видение не является необходимым условием для активизации мозговых центров, ответственных за обработку визуальной информации. Так, слепые, читая книги, напечатанные шрифтом Брайля, задействуют те же самые «визуальные» области коры головного мозга, что и зрячие.

Чтобы понять, каким образом мозг быстро адаптируется к технологическим нововведениям, исследовательская группа использует уникальные инструменты, известные как «устройства замещения органов чувств» (SSD, sensory substitution devices).

SSD-накопители получают информацию из одного органа чувств и передают в другой. Таким образом, например, слепые получают возможность с помощью смартфона или компьютера с веб-камерой создавать мысленный образ видимого объекта, получать информацию о его размере, объеме и цвете через звук.

Исследователи использовали магнитно-резонансную томографию для изучения деятельности мозга слепых, когда те с помощью компьютерных устройств учились идентифицировать зрительные объекты с помощью звука. Было установлено, что когда такие пациенты учатся узнавать буквы по их внешним очертаниям или различные позы человеческого тела, в большей степени активизируются не органы чувств (зрение или слух), а соответствующие участки мозга.

Авторы исследования убеждены, что путем использования технических средств, даже без хирургического вмешательства, будет возможно восстановить мозг слепого для решения визуальных задач. Его лаборатория создала несколько специализированных устройств, помогающих слепым идентифицировать объекты и осуществлять навигацию в пространстве путем метода «сенсорной замены». Метод их действия состоит в том, что они переводят визуальную информацию, видимую веб-камерой или камерой смартфона, в форму звуковых символов.

В минувшем году лаборатория Амеди создала прибор, который с помощью инфракрасных лучей идентифицирует находящиеся вблизи препятствия и сообщает о них незрячему пользователю с помощью звука или вибрации. Устройство, получившее название EyeCane, позволяет, например, незрячему человеку обнаружить открытую дверь на расстоянии около четырех с половиной метров.

Мыслить позитивно

10 первых симптомов опухоли мозга, о которых должен знать каждый

Потому что не так это страшно, если узнать вовремя.

Опухоль головного мозга — это звучит страшно, пишет CureJoy.

Однако рост аномальных клеток в мозге бывает доброкачественным (то есть не раковым), по крайней мере изначально.

Очень важно понимать симптомы этой болезни, ведь головной мозг — слишком важный орган, чтобы откладывать лечение.

Человеческий череп имеет ограниченное пространство, так как не может расширяться. Потому любая опухоль, большая или малая, увеличит внутричерепное давление и будет давить на мозг.

Симптомы, вызванные опухолями головного мозга, будут возникать из-за этого давления, или же из-за того, что опухоль будет затрагивать определённые части мозга.

Поскольку различные части мозга контролируют разные органы и их функции, симптомы опухоли головного мозга также сильно различаются. Но общие симптомы всё же нужно знать.

1. Судороги.

Судороги — наиболее распространённый симптом опухоли головного мозга: около 60% больных страдают от них. Они происходят тогда, когда опухоли расположены в центральной части мозга и имеют медленный темп роста и множество ответвлений.

Судороги возникают, когда опухоли нарушают электрические импульсы между нервными клетками, прерывая либо усиливая их.

В зависимости от положения опухоли, судороги могут быть общими, то есть влиять на все тело, или частичными — проявляющимися спазмом в отдельной группе мышц.

2. Головная боль.

Головная боль — общий признак опухоли головного мозга. Около 50% всех пациентов с опухолями головного мозга жалуются на головные боли, хотя даже не подозревают, что они связанны с опухолью.

Боль возникает, потому что опухоль оказывает давление на мозг либо блокирует дренаж спинномозговой жидкости.

3. Тошнота и рвота.

Если вы испытываете тошноту и рвоту без пищеварительных расстройств, они могут быть вызваны головной болью и высоким давлением. 40% пациентов жаловались на рвоту и тошноту.

Особенно следует обратить внимание на утреннюю тошноту или рвотные позывы, которые возникают, когда вы меняете положение. Рвота часто является результатом повышенного внутричерепного давления.

4. Нарушения зрения.

Если вы видите нечётко, очертания предметов расплываются, двоятся или троятся — это тоже может быть признаком опухоли мозга. Также при опухолях мозга иногда возникают плавающие точки перед глазами или подёргивание века.

В некоторых случаях опухоль может давить на хиазму (перекрёст зрительных нервов) вызывая потерю периферического зрения, что в медицине называется «туннельным зрением».

5. Изменения личности.

Опухоль в лобной доле, которая контролирует личность, может заставить вас вести себя странно в определённой социальной ситуации: например, ругаться или становиться агрессивным. Обычно близкие замечают, что характер больного резко или постепенно меняется.

Причиной таких изменений, кроме опухоли фронтальной доли мозга, может быть также опухоль гипофиза, который влияет на гормоны. В таких случаях человек может чувствовать себя подавленным, проявлять несвойственную ему плаксивость или, наоборот, впадать в приступы ярости.

6. Нарушения речи и слуха.

Заикание, забывание слов и бессмысленная речь — всё это признаки дисфазии и афазии, которые могут быть вызваны опухолями в лобной, височной и теменной долях. Внезапная потеря навыков общения может указывать на опухоль головного мозга. Больные могут ругаться, говорить заторможено, долго подбирать подходящие слова, путать их, забывать названия повседневных предметов и с трудом составлять связные предложения.

Иногда речь человека кажется свободной, но в ней полно несуществующих слов. Больные могут писать, но не могут прочесть того, что написали. Также им трудно повторять за другими и понимать чужую речь.

7. Нарушения памяти.

Если больные забывают предметы, людей, места или события, которые знали до того, как у них развилась опухоль, — это говорит о нарушении долговременной памяти. Если же они забывают большую часть того, что происходило недавно, то, скорее всего, проблема в краткосрочной памяти.

Хотя проблемы с памятью могут возникать при опухолях мозга, стоит помнить, что намного чаще они бывают признаком других патологий (например, деменции).

8. Слабость и повышенная утомляемость.

Слабость и истощение — характерные признаки опухолей независимо от локализации. Вы можете испытывать сильную физическую усталость.

Это чувство усталости часто не излечивается сном или отдыхом, хотя по мере роста опухоли вы можете спать больше обычного или даже засыпать среди дня. Усталость часто сопровождается апатией, раздражительностью, депрессией или отрицательными чувствами к себе и другим.

9. Нарушения координации движений.

Если вам трудно поддерживать равновесие во время ходьбы, или затруднена координация рук и ног, это может быть симптомом опухоли головного мозга. Причиной может быть опухоль в мозжечке, первичной моторной коре или теменной доле, которые отвечают за координацию движений. Опухоль ствола головного мозга также может способствовать потере баланса.

Неуклюжесть может быть связана с онемением или слабостью на одной стороне тела; это может быть следствием опухоли в теменной доле.

10. Другие изменения в организме.

Опухоль гипофиза может привести к нерегулярным менструациям, чрезмерной выработке грудного молока, появлению груди у мужчин и чрезмерному росту волос на теле у женщин. Также опухоль может вызвать рост рук и ног, ожирение или перепады артериального давления.

Имейте в виду, что многие из упомянутых здесь симптомов также могут быть вызваны и другими причинами.

Поэтому нет никаких оснований для паники!

Тем не менее всегда рекомендуется пройти обследование, если у вас проявляются симптомы, которые могут указывать на опухоль головного мозга.

Поделитесь этой статьёй с друзьями и близкими, ведь это важно!

Какая часть мозга отвечает за слух и его хранение звуков

Функциональные блоки мозга
Каждая отдельно взятая психическая функция обеспечивается согласованной работой всех трёх блоков, при нормальном развитии. Блоки объединяются в так называемые функциональные системы, которые представляют сложный динамический, высоко дифференцированный комплекс звеньев, находящихся на различных уровнях нервной системы и принимающих участие в решении различных приспособительных задач.

1-й блок: энергетический
Функция энергетического блока состоит в регуляции общих изменений активации мозга (тонус мозга, уровень бодрствования) и локальных избирательных активационных изменений, необходимых для осуществления высших психических функций.

Энергетический блок включает в себя:
ретикулярная формация ствола мозга
неспецифические структуры среднего мозга
диэнцефальные отделы
лимбическая система
медиобазальные отделы коры лобных и височных долей
Если болезненный процесс станет причиной отказа в нормальной работе 1-го блока, то следствием будет понижение тонуса коры головного мозга. У человека становится неустойчивым внимание, появляется патологически повышенная истощаемость, сонливость. Мышление теряет избирательный, произвольный характер, который оно имеет в норме. Эмоциональная жизнь человека изменяется, он либо становится безразличным, либо патологически встревоженным.

2-й блок: приём, переработка, хранение экстероцептивной информации
Блок приёма, переработки и хранения экстероцептивной информации включает в себя центральные части основных анализаторов — зрительного, слухового и кожно-кинестетического. Их корковые зоны расположены в височных, теменных и затылочных долях мозга. Формально сюда можно включить и центральные части вкусовой и обонятельной модальности, однако в коре головного мозга они представлены незначительно по сравнению с основными сенсорными системами.

В основе данного блока лежат первичные проекционные зоны коры головного мозга, выполняющие задачу идентификации стимула. Основная функция первичных проекционных зон — тонкая идентификация свойств внешней и внутренней среды на уровне ощущения.

Нарушения второго блока: в пределах височной доли — может существенно пострадать СЛУХ; поражение теменных долей — нарушение кожной чувствительности, осязания (больному сложно узнать предмет на ощупь, нарушается ощущение нормального положения тела, что влечёт за собой потерю чёткости движений) ; поражения в затылочной области и прилегающих участков мозговой коры — ухудшается процесс приёма и обработки зрительной информации. Модальная специфичность является отличительной чертой работы мозговых систем 2-го блока.

3-й блок: программирование, регуляция и контроль
Блок программирования, регуляции и контроля за протеканием сознательной психической деятельности, согласно концепции А. Р. Лурии, занимается формированием планов действий. Локализуется в передних отделах полушарий мозга, расположенных впереди от передней центральной извилины (моторные, премоторные, префронтальные отделы коры головного мозга) , в основном в лобных долях.

Пять чувств

Пять чувств позволяют нам познавать окружающий мир и реагировать наиболее соответствующим образом. За зрение отвечают глаза, за слух – уши, за обоняние – нос, за вкус – язык, а за осязание – кожа. Благодаря им мы получаем информацию о нашем окружении, которая анализируется и истолковывается головным мозгом. Обычно наша реакция направлена на продление приятных ощущений или на прекращение неприятных.

Из всех доступных нам чувств мы чаще всего используем зрение. Мы можем видеть благодаря множеству органов: световые лучи проходят через зрачок (отверстие), роговицу (прозрачную мембрану), затем через хрусталик (орган, похожий на линзу), после чего на сетчатке глаза (тонкая мембрана в глазном яблоке) возникает перевернутое изображение. Изображение преобразуется в нервный сигнал благодаря выстилающим сетчатку рецепторам – палочкам и колбочкам, и передается в головной мозг через зрительный нерв. Мозг распознает нервный импульс как изображение, переворачивает его в нужном направлении и воспринимает в трехмерном виде.

По мнению ученых, слух – второе наиболее используемое человеком чувство. Звуки (колебания воздуха) через слуховой проход проникают к барабанной перепонке и заставляют ее вибрировать. Затем они проходят через окно преддверия – отверстие, закрытое тонкой пленкой, и улитку заполненную жидкостью трубку, раздражая при этом слуховые клетки. Эти клетки преобразуют колебания в нервные сигналы, посылаемые в головной мозг. Мозг распознает эти сигналы как звуки, определяя уровень их громкости и высоту.

Миллионы рецепторов, расположенные на поверхности кожи и в ее тканях распознают прикосновение, нажатие или боль, затем посылают соответствующие сигналы спинному и головному мозгу. Головной мозг анализирует и расшифровывает эти сигналы, переводя их в ощущения – приятные, нейтральные или неприятные.

Мы способны различать до десяти тысяч запахов, некоторые из которых (ядовитые газы, дым) оповещают нас о близкой опасности. Расположенные в полости носа клетки выявляют молекулы, являющиеся источником запаха, затем посылают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг опознает эти запахи, которые могут быть приятными или наоборот неприятными. Ученые определили семь основных запахов: ароматический (камфорный), эфирный, душистый (цветочный), амброзиевый (запах мускуса – вещества животного происхождения, используемого в парфюмерии), отталкивающий (гнилостный), чесночный (серный) и, наконец, запах горелого. Обоняние часто называют чувством памяти: действительно, запах может напомнить об очень давнем событии.

Менее развитое чем обоняние, чувство вкуса сообщает о качестве и вкусовых особенностях потребляемой пищи и жидкостей. Вкусовые клетки, расположенные на вкусовых сосочках – маленьких бугорках на языке, определяют оттенки вкуса и передают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг анализирует и идентифицирует характер вкуса.

Как мы пробуем пищу?

Чувства вкуса не достаточно, чтобы оценить пищу, и обоняние также играет очень важную роль. В носовой полости находятся две чувствительные к запахам обонятельные области. Когда мы едим, запах пищи достигает этих областей, которые «определяют», вкусная пища или нет.

Слух и зрение — как они связаны?

В некоторых случаях при снижении остроты зрения происходит нарушение работы органов слуха. Проблема может возникнуть независимо от возраста, но чаще встречается у людей старше 50 лет. Часто этому предшествуют различные заболевания, в том числе вирусные, инфекционные и неврологические. Рассмотрим, как связаны слух и зрение в этой статье.

Зрение и слух: какая между ними взаимосвязь?

Важнейшими из пяти органов чувств с давних времен считались глаза и уши, которые позволяют человеку контактировать с другими людьми и воспринимать информацию из окружающего мира. Поэтому потеря слуха и зрения — большая проблема, влияющая не лучшим образом на качество жизни. Иногда при потере слуха страдает рефракция и наоборот. Не видя и не слыша окружающий мир, человек теряет ориентацию в пространстве. Хотя врачи утверждают, что наличие физиологической связи между глазами и ушами — неоднозначный вопрос. На эту тему неоднократно проводились исследования в разных институтах. Например, австралийские ученые обнаружили: в пожилом возрасте потеря слуха и зрения у людей идут рука об руку. То есть чем хуже человек слышит, тем больше у него снижается зрение и наоборот. Соответствующие выводы были сделаны на основании данных, полученных при обследовании более 2 тысяч пациентов. У испытуемых в возрасте от 70 лет, у которых была диагностирована патология органов слуха, часто наблюдались нарушения зрения.
Известно, что, когда человек по каким-либо причинам теряет способность видеть, у него особенно обостряются слух и осязание. Это достоверный факт, но относить его к прямой связи между органами чувств ошибочно. Скорее, это явление — прямая заслуга компенсаторных способностей головного мозга человека. Потеряв один из важнейших органов чувств, он меняет направление импульсов, задействует дополнительные резервы — все это ради адаптации человека к внешней среде. Стоит отметить, что данный процесс считается продолжительным, он происходит не в сам момент потери зрения — пройдут годы, прежде чем больной разовьет дополнительные навыки. Когда же пропадает слух, зрение лучше не становится, поскольку головной мозг не воспринимает эту угрозу так же остро, как в случае глобальных нарушений рефракции.
Дети с нарушением слуха и зрения относятся к особой категории. Такая патология появляется вследствие врожденных, либо приобретенных дефектов анализаторов, которым сопутствует нарушение развития, в том числе речевого. Иногда возникновению таких патологий предшествуют генетические заболевания.

Что влияет на слух и зрение человека?

Изменение зрения может происходить на фоне разных факторов. На рефракцию негативно влияет наличие врожденных или приобретенных патологий (близорукость, дальнозоркость и пр.), а также синдром «сухого глаза», слезоточивость, неправильный распорядок трудового дня, регулярное пребывание в условиях некачественного освещения и др. Значительную роль играют также инфекционные болезни, к которым могут привести:

• Купание в водоемах;
• Касание глаз немытыми руками;
• Снижение общего иммунитета;
• Переохлаждение;
• Несоблюдение режима ношения и правил ухода при ношении контактных линз;
• Сквозняки и пр.

Во многом причины снижения способности слышать схожи с теми, которые влияют на ухудшение зрения. Слуху может навредить попадание даже незначительной влаги в ушные проходы, загрязнения, травмы, простуды, переохлаждение, инфекционные заболевания и т.д.

В медицинской практике врачи сталкиваются с большим количеством патологий, связанных с глазами и ушами. Как правило, они протекают автономно друг от друга. Но бывает, когда эти парные органы беспокоят больного одновременно. В таких ситуациях медики крайне не рекомендуют игнорировать беспокоящие симптомы.

Болезни, провоцирующие одновременные нарушения слуха и зрения у детей и взрослых

В плане анатомии слух, зрение, речь независимы друг от друга. Для них не существует единых патологий, но бывают инфекционные заболевания, в рамках протекания которых могут страдать и органы слуха, и зрительные анализаторы.
Одновременную боль органов зрения и ушей часто вызывает воспаление тройничного нерва, которое в первое время протекания болезни практически не ощущается.
Тройничный нерв расположен в невидимой области лица, поэтому в рамках обследования пальпировать воспаление в нем довольно непросто даже опытному врачу. Однако разделяют несколько верных признаков воспаления, а именно:

• Боль пульсирующего характера, распространяющаяся с какой-либо одной из сторон лица, сопровождающаяся на фоне острых дискомфортных ощущениях в ухе, глазу, челюсти и щеке. Нерв воспаляется сначала с одной стороны, а после — с другой. Это особенность данного заболевания.
• При воспалении тройничного нерва лицо не опухает. На первых стадиях развития болезни боль может носить периодический характер. Из-за этого ключевого момента пациенты часто не обращаются своевременно за помощью, предпочитая купировать неприятные ощущения анальгетиками. Часто в больницу пациенты приходят, когда уже неприятные болезненные симптомы приобретают более выраженный постоянный характер.
• Немаловажную роль играет и отсутствие повышения температуры тела, которое обычно сопровождает любой воспалительный процесс в организме.

Грипп, простуда, ОРВИ и ОРЗ — вирусные заболевания. В современной медицинской практике отмечается разница в процессе протекания этих болезней, но все они в той или иной степени могут влиять на качество слуха и зрения, особенно в запущенных хронических формах.
Токсоплазмоз — еще одна причина нарушений слуха и зрения. Это заболевание подразумевает проникновение в организм паразита токсоплазма, провоцирующего развитие ретинита. Паразит способен поражать здоровые клетки организма, в том числе сетчатку и глубокие слои уха.
Герпетическая и цитомегаловирусная инфекции могут целенаправленно поражать органы зрения, слуха, как и менингококковая. В данном случае подразумевается гнойное поражение. Локализация может начинаться целенаправленно с ушей, затем происходит процесс генерализации: микробы попадают в кровь, после — в глаза. Последствия могут быть самыми разными, вплоть до слепоты.
Отдельным пунктом стоит выделить дифтерийную инфекцию. Изначально воспаление может проявляться в области горла (дифтерия миндалин), а потом — комбинированно поражать и глаза, и уши в тяжелой форме.
Аналогично может протекать ветряная оспа, особенно у детей. При ветрянке могут появляться высыпания на глазах и на наружной, внутренней или средней стенке ушей.

На сайте Очков.Нет Вы сможете выгодно купить контактные линзы от мировых брендов, таких как Acuvue, Hera и прочих.

Движения, чувствительность, зрение, слух: роль головного мозга

Любые студенческие работы — ДОРОГО!

100 р бонус за первый заказ

Головной мозг состоит из коры, ствола и мозжечка. Кору мозга образуют левое и правое полушария. Каждое полушарие делится на доли: лобную, теменную, височную и затылочную.
Левая лобная доля отвечает за качества, определяющие личность человека: внимание, абстрактное мышление, стремление к инициативе, способность к решению проблем, самоконтролю и критической самооценке.
Центр речи у большинства людей расположен в левой лобной доле, лишь в 2 — 5 процентах случаев за речь отвечает правая лобная доля.
Расположенная в задней части лобной доли моторная зона контролирует движения конечностей противоположной стороны тела.

Функции теменной доли:

— ориентация в пространстве зависит от правой теменной доли,
— способность к счету, письму, чтению определяется левой теменной долей,
— восприятие тепла, холода, боли осуществляется обеими теменными долями.
Височные доли обрабатывают слуховые ощущения, звуки преобразуются в слова, понятные человеку.
Небольшой участок мозга на внутренней поверхности височных долей, называемый гиппокамп, контролирует долговременную память.

Кроме того, гиппокамп играет важную роль в развитии некоторых видов эпилептических приступов. Височная эпилепсия, например, является прямым следствием поражения гиппокампа. В нижнем отделе левой лобной доли располагается участок коры, ответственный за произнесение слов. В верхних отделах левой височной доли находится центр, ответственный за понимание речи. При повреждении данного участка коры нарушается понимание речи.
Затылочные доли отвечают за переработку зрительной информации. Правая затылочная доля воспринимает информацию, полученную с левых полей зрения, тогда как левая отвечает за правые поля зрения обоих глаз.
Ствол мозга состоит из трех частей: среднего мозга, моста, продолговатого мозга.
Двенадцать пар черепно-мозговых нервов исходят из ствола мозга. Они контролируют обоняние, зрение, слух, способность ощущать вкус, движение глаз, глотание и другие функции. Через ствол мозга проходят импульсы от моторных зон коры к спинному мозгу.
Кроме того, стволовой отдел мозга регулирует дыхание и сердцебиение.
Мозжечок расположен в нижней задней части мозга. Он отвечает за координацию движений и равновесие.

Зрение и мозг: скрытые взаимосвязи, о которых следует знать

Зрение и мозг всегда работают в неразрывном тандеме. Причём именно мозг ответственен за конечное формирование полноценной картинки, создание которой мы по незнанию приписываем глазам. Большинство офтальмологов, хотя и хорошо представляют механизм рождения изображений в нашем мозгу, тем не менее, обычно не связывают ухудшение зрения с проблемами мозга и нервной деятельности. И назначают стандартную терапию – капли, витамины, физиопроцедуры и упражнения исключительно для глаз вкупе с очками или линзами. Но есть и другой подход к восстановлению зрения – связанный с психической стороной зрительного процесса.

Каким образом видит наш мозг?

Да, ошибки здесь нет, видит – именно мозг! А глаз всего лишь его инструмент, который улавливает и преломляет лучи света, генерируя в сетчатке нервные сигналы. А затем нейронные отростки – ганглиозные аксоны – доставляют эти электрические импульсы в распоряжение мозга. В его затылочной доле расположены центры по переработке полученных данных – зрительная и ассоциативная кора.

О том, что видят не глаза, а мозг, говорят, например, следующие факты:

• на сетчатке образы окружающего мира фокусируются в перевёрнутом виде, в таком же состоянии они передаются и в мозг, который уже и переворачивает всё должным образом;
• во время микродвижений глаз, когда мы чуть переводим взгляд, никаких образов они улавливать в принципе не способны и мы на долю мгновения фактически слепнем, но благодаря активности мозга, мы этого не ощущаем, продолжая смотреть «кино», не прерываемое временными провалами во тьму;
• мы видим то, что знает и чего ожидает мозг (вспомните оптические иллюзии) и не видим то, чего мозг не знает. Яркое историческое свидетельство этому – корабли Колумба, которых не видели индейцы, так как их мозг просто был не способен распознать незнакомый образ.

Каким именно образом мозг складывает целостную картину мира из отрывочных перевёрнутых «вверх ногами», пересекающихся (в связи с поступлением сигналов от двух разных глаз) картинок? Учёные бьются над этим вопросом так же, как над проблемой сознания и мышления. И лишь признают, что зрение и мозг неразрывны, что на 90 % зрение – процесс именно психический, связанный со всем багажом, хранимым нейронами мозга. Опыт тактильного, слухового, обонятельного и вкусового восприятия, несомненно, помогает мозгу увидеть мир во всей полноте.

Когда зрение и мозг в разладе: корковая слепота, или зрительная агнозия

Поражение центров, отвечающих за зрение в коре головного мозга, ведёт к центральной, или корковой, слепоте, именующейся также агнозией. В этом случае речь идёт о невозможности собрать в единое целое «пазлы» отдельно воспринимаемых глазами признаков предмета, из-за чего его узнавания не происходит. При этом на ощупь человек вполне способен опознать этот же предмет. Псевдоагнозии возникают при поражениях мозга, ведущих к атрофии психических функций – деменции.

Причинами зрительной агнозии могут быть:

• внутриутробная гипоксия или инфицирование мозга плода, способные вызвать врождённую корковую слепоту;
• гипоксически-ишемическое органическое поражение головного мозга (энцефалопатия);
• энцефалопатия на фоне артериальной гипертензии;
• кровоизлияния в мозг с повреждением затылочной доли;
• новообразования в затылочной части;
• приступ внутричерепного давления;
• черепно-мозговая травма.

Основной причиной развития зрительной агнозии является гипоксия – кислородное голодание клеток головного мозга, ведущее к органическим изменениям его структур. Профилактикой центральной слепоты будет снижение высокого давления и оздоровление сосудов головного мозга, а также приём онкопротекторов (предупреждающих онкологию средств).

Зрение и мозг: как первое зависит от второго?

Зрение и мозг находятся и в обратной взаимосвязи: не только глаза поставляют мозгу информацию, но и работа мозга влияет на здоровье глаз. Одним из основоположников концепции, что мозг может блокировать зрительные функции глаз, является Уильям Бейтс.

Бейтс утверждал, что такая блокировка происходит в связи с нежеланием человека что-либо видеть. Ухудшение зрения часто связано с нервным перенапряжением, затрудняющим чёткое видение в связи с нарушением рефракции. Поэтому очень важно умение расслабляться. Причём речь идёт о параллельном расслаблении всей нервной системы и глазных мышц.

Сегодня у психосоматической теории снижения зрения немало сторонников, полагающих, что проблемы с глазами могут быть вызваны следующими причинами:

• все негативные эмоции;
• нежелание или запрет (самозапрет) смотреть на что-либо;
• нереалистичность, желание приукрашать действительность;
• желание стать невидимым самому, исчезнуть…

Список можно продолжать, но, пожалуй, назовём важнейших врагов хорошего зрения с точки зрения психологии. Это хронический стресс и депрессия, без избавления от которых трудно рассчитывать на восстановление зрительных функций. Так что душевного равновесия вам, оптимизма и здоровья!

Область мозга отвечающая за зрение

Строение головного мозга — за что отвечает каждый отдел?

Головной мозг человека – это большая загадка даже для современной биологии. Несмотря на все успехи в развитии медицины, в частности, и науки в целом мы до сих пор не можем четко ответить на вопрос: «Как именно мы мыслим?».

Оглавление:

Кроме того, понимая разницу между сознанием и подсознанием, четко обозначить их местонахождение, а тем более разделить также не является возможным.

Однако, прояснить некоторые аспекты для себя, стоит даже людям от медицины и анатомии отдаленным. Поэтому в этой статье мы рассмотрим структуру и функционал головного мозга.

Определение головного мозга

Головной мозг – это не прерогатива только человека. Большая часть хордовых животных (к которым относятся и homo sapiens), имеют данный орган, и пользуются всеми его преимуществами как опорной точки центральной нервной системе.

Как устроен головной мозг

Головной мозг, это орган, который изучен достаточно слабо за счет сложности конструкции. Его строение до сих пор является предметом споров в ученых кругах.

Тем не менее наличествуют такие основные факты:

1. Мозг взрослого человека состоит из двадцати пяти миллиардов нейронов (приблизительно). Эта масса составляет серое вещество.
2. Присутствуют три оболочки:
   • Твердая;
   • Мягкая;
   • Паутинная (каналы циркуляции ликвора);

Они выполняют защитные функции, отвечая за безопасность во время ударов, и любых других повреждений.

Далее, начинаются спорные моменты в выборе позиции рассмотрения.

В наиболее распространенном аспекте мозг подразделяют на три таких отдела, как:

Нельзя не осветить и другой распространенный взгляд на этот орган:

Кроме того, надо упомянуть и строение конечного мозга, объединенных полушарий:

Функции и задачи

Довольно сложная тема для обсуждения, поскольку головной мозг делает практически все что вы сами делаете (или же управляет этими процессами).

Начать нужно с того, что именно мозг осуществляет наивысшую функцию, определяющую разумность человека как вида – мышление. Также там обрабатываются сигналы, полученные со всех рецепторов – зрения, слуха, нюха, осязания и вкуса. Помимо этого, мозг управляет ощущениями, в виде эмоций, чувств и т. д.

За что отвечает каждый отдел головного мозга

Как уже было сказано раньше, количество функций, выполняемых головным мозгом очень и очень обширен. Некоторые из них очень важны потому что заметны, некоторые наоборот. Тем не менее далеко не всегда можно точно определить какая именно часть мозга за что отвечает. Несовершенство даже современной медицины очевидно. Однако, те аспекты, которые уже достаточно исследованы представлены ниже.

Помимо разнообразных отделов, которые выделены в отдельные пункты ниже, нужно упомянуть всего несколько отделов, без которых ваша жизнь стала бы настоящим кошмаром:

• Продолговатый мозг отвечает за все защитные рефлексы организма. Сюда включается как чихание, рвота и кашель, так и некоторые важнейшие рефлексы.
• Таламус – переводчик получаемой рецепторами информации об окружающей среде и состоянии тела в понятные человеку сигналы. Так, он контролирует болевые, мышечные, слуховые, обонятельные, зрительные (частично), температурные и другие сигналы, поступающие в мозг из различных центров.
• Гипоталамус попросту контролирует вашу жизнь. Держит руку на пульсе, если можно так выразиться. Он регулирует сердечный ритм. В свою очередь, это влияет также на регуляцию кровяного давления, терморегуляцию. Кроме того, гипоталамус может влиять на выработку гормонов в случае стрессов. Также он контролирует такие чувства, как голод, жажда, сексуальность и получение удовольствия.
• Эпиталамус – контролирует ваши биоритмы, то есть дает возможность засыпать по ночам и чувствовать себя бодрым днем. Кроме того, он отвечает также за метаболизм, «заведуя».

Это далеко не полный список, даже если добавить сюда то, что вы прочтете ниже. Однако, большая часть функций отображена, а насчет других до сих пор продолжаются споры.

Левое полушарие

Левое большое полушарие мозга – это контролер таких функций, как:

• Устная речь;
• Аналитическая деятельность разного рода (логика);
• Математические вычисления;

Кроме того, это полушарие отвечает также за формирование абстрактного мышления, которое отличает людей от других видов животных. Также им контролируется движение левых конечностей.

Правое полушарие

Правое большое полушарие головного мозга, это своего рода жесткий диск человека. То есть, именно там сохраняются воспоминания об окружающем вас мире. Но сама по себе такая информация несет в себе достаточно мало пользы, а значит, вместе с сохранением этих знаний, в правом полушарии сохраняются еще и алгоритмы взаимодействия с различными предметами окружающего мира, основанными на прошлом опыте.

Мозжечок и желудочки

Мозжечок является, в определенной степени, ответвлением от соединения спинного мозга и коры больших полушарий. Такое местоположение достаточно логично, поскольку дает возможность получать дублированную информацию о положении тела в пространстве и передаче сигналов к различным мышцам.

Мозжечок занимается в основном тем, что постоянно корректирует положение тела в пространстве, отвечая за автоматические, рефлекторные, движения, и за осознанные действия. Таким образом, он является источником такой необходимой функции, как координация движений в пространстве. Возможно, вам будет интересно прочитать о том, как проверить координацию движений.

Кроме того, мозжечок также отвечает за регуляцию равновесия и мышечного тонуса, одновременно с этим работая и с мышечной памятью.

Лобные доли

Лобные доли – это своего рода приборная панель человеческого тела. Она поддерживает его в вертикальном положении, давая возможность свободно передвигаться.

Кроме того, именно за счет лобных долей «рассчитывается» любознательность, инициативность, активность и самостоятельность человека в момент принятия любых решений.

Также одной из основных функций данного отдела является критическая самооценка. Таким образом, это делает лобные доли неким подобием совести, по крайней мере, в отношении социальных маркеров поведения. То есть, любые социальные девиации, которые являются неприемлемыми в обществе, не проходят контроль лобной доли, и, соответственно, не выполняются.

Любые травмы в этой части мозга чреваты:

• нарушениями поведения;
• сменами настроения;
• общей неадекватностью;
• бессмысленностью поступков.

Еще одна функция лобных долей – произвольные решения, и их планирование. Также освоение различных навыков и умений зависит именно от активности этого отдела. Доминантная доля данного отдела отвечает за освоение речи, и её дальнейший контроль. Не менее важным является и способность абстрактно мыслить.

Гипофиз часто называют мозговым придатком. Его функции сводятся к выработке гормонов, отвечающих за половое созревание, развитие и функционирование в целом.

По сути, гипофиз является чем-то вроде химической лаборатории, в которой решается, каким именно вы станете в процессе взросления организма.

Координация

Координация, как навык ориентироваться в пространстве и не задевать предметы разными частями тела в случайном порядке, контролируется мозжечком.

Кроме того, мозжечок заведует такой функцией головного мозга, как кинетическая осведомленность – в целом, это высший уровень координации, позволяющий ориентироваться в окружающем пространстве, отмечая расстояние до предметов и рассчитывая возможности двигаться в свободных зонах.

Такой важной функцией, как речь, заведует сразу несколько отделов:

• Доминантная часть лобной доли (вышеупомянутая), что отвечает за контроль над устной речью.
• Височные доли отвечают за распознавание речи.

В основном же, можно сказать, что за речь отвечает левое полушарие головного мозга, если не учитывать деление конечного мозга на различные доли и отделы.

Эмоциональное регулирование – это область, которой заведует гипоталамус, наряду с целым рядом других важнейших функций.

Собственно говоря, в гипоталамусе не создаются эмоции, но именно там производится влияние на эндокринную систему человека. Уже после того, как определенный набор гормонов был выработан, человек чувствует что-то, правда, промежуток между приказами гипоталамуса и выработкой гормонов может быть совершенно ничтожным.

Префронтальная кора

Функции префронтальной коры лежат в области мыслительной и моторной активности организма, что соотносится с будущими целями и планами.

К тому же префронтальная кора отыгрывает значительную роль при создании сложных мыслительных схем, планов и алгоритмов действий.

Главная особенность в том, что этот отдел мозга не «видит» разницы между регуляцией внутренних процессов организма и следованием социальным рамкам внешнего поведения.

Когда вы оказываетесь перед сложным выбором, который появился в основном за счет ваших же собственных противоречивых мыслей – благодарите за это префронтальную кору головного мозга. Именно там производится дифференциация и/или интеграция разнообразных понятий и объектов.

Также в этом отделе прогнозируется результат ваших действий, и проводится корректировка в сравнении с тем результатом, что вы хотите получить.

Таким образом, речь идет о волевом контроле, концентрации на предмете работы и эмоциональной регуляции. То есть – если вы постоянно отвлекаетесь во время работы, не можете сосредоточиться, значит, вывод, сделанный префронтальной корой, был неутешительным, и вы не сможете добиться желаемого результата именно этим путем.

Последняя на сегодняшний день доказанная функция префронтальной коры головного мозга – один из субстратов кратковременной памяти.

Память – это очень широкое понятие, которое включает в себя описания высших психических функций, позволяющих воспроизводить ранее полученные знания, навыки и умения в необходимый момент. Ею обладают все высшие животные, однако, наиболее развита она, естественно, у человека.

Механизм же действия памяти таков – в мозгу происходит возбуждение определённой комбинации нейронов в строгой последовательности. Эти последовательности и комбинации называются нейросетями. Ранее же более распространенной была теория, что за воспоминания отвечают отдельные нейроны.

Заболевания головного мозга

Головной мозг – такой же орган, как и все прочие в человеческом организме, а значит также подвержен различным заболеваниям. Список же подобных болезней довольно обширен.

Рассматривать его будет проще, если разделить их на несколько групп:

1. Вирусные заболевания. Наиболее распространенными из них являются вирусный энцефалит (слабость в мышцах, сильная сонливость, кома, спутанность мыслей и затрудненное мышление в целом), энцефаломиелит (повышенная температура, рвота, нарушение координации и моторики конечностей, головокружение, потери сознания), менингит (высокая температура, общая слабость, рвота) и т. д.
2. Опухолевые заболевания. Их количество тоже довольно велико, пусть и не все из них являются злокачественными. Любая опухоль появляется как конечный этап сбоя в продуцировании клеток. Вместо обычной смерти и последующей замены, клетка начинает множиться, заполняя все свободное от здоровых тканей пространства. Симптомами опухолей считаются головные боли и судороги. Также наличие их легко определить по галлюцинациям от различных рецепторов, спутанности сознания и проблемам с речью.
3. Нейродегенеративные заболевания. По общему определению это также нарушения в жизненном цикле клеток в разных частях головного мозга. Так, болезнь Альцгеймера описывают как нарушенную проводимость нервных клеток, что и приводит к потерям памяти. Болезнь Хантигтона, в свою очередь, является результатом атрофии коры головного мозга. Есть и другие варианты. Общая симптоматика такова – проблемы с памятью, мышлением, походкой и моторикой, наличие судорог, тремора, спазмов или болей. Также читайте нашу статью про отличие судорог от тремора.
4. Сосудистые заболевания тоже довольно различны, хотя, по сути, сводятся к нарушениям в строении сосудов. Так, аневризма есть не более чем выпячиванием стенки определенного сосуда – что не делает её менее опасной. Атеросклероз – это сужение сосудов в головном мозге, а вот сосудистая деменция характеризуется полным их разрушением.

Копирование материала возможно только с активной ссылкой на сайт.

Функции затылочной доли головного мозга

Затылочная доля головного мозга, прежде всего, отвечает за обработку и перенаправление визуальных сигналов. Эта доля составляет один отдел коры головного мозга. Она получает информацию от глаз и зрительных нервов, а затем направляет полученные сигналы либо первичной зрительной коре, либо одному из двух уровней зрительной ассоциативной коры. Результатом этого является то, что широко известно как данные обработки зрительных сигналов, по существу, информация, которую головной мозг использует, чтобы интерпретировать и осмысливать то, что видит человек. У здоровых людей эта доля безупречно функционирует самостоятельно, в то время как проблемы с ней обычно приводят к серьезным неприятностям со зрением. К примеру, дефекты в формировании этой доли могут становиться причиной слепоты или тяжелых нарушений зрения, а травмы, затрагивающие эту область, способны вызывать ряд иногда необратимых зрительных расстройств.

Кора головного мозга

Хотя головной мозг выглядит как однородная губчатая масса, он состоит из ряда сложно взаимосвязанных частей. «Кора головного мозга» – это название внешнего слоя мозга, который у человека представляет собой имеющую складки и бороздки ткань, идентифицируемую большинством людей как масса головного мозга. Кора головного мозга делится на два полушария, а также на четыре доли. Это лобная доля, височная доля, теменная доля и затылочная доля.

Лобная доля участвует в передвижении и планировании, тогда как височная – в обработке слуховой информации. Основной функцией теменной доли является восприятие организма, также известное как «соматическое ощущение» организма. Затылочная доля, которая располагается в задней части коры головного мозга, связана почти исключительно со зрением.

Обработка зрительной информации

Обработка зрительной информации происходит благодаря скоординированной работе зрительных нервов, которые соединяются с глазами. Они посылают информацию в таламус, еще одну часть головного мозга, которая затем перенаправляет ее в первичную зрительную кору. Обычно информация, получаемая первичной сенсорной корой, отправляется непосредственно в области, расположенные рядом с ней и называемые сенсорной ассоциативной корой. Одной из основных функций затылочной доли является отправка информации из первичной зрительной коры в зрительную ассоциативную кору. Зрительная ассоциативная кора охватывает более чем одну долю; это означает, что затылочная доля – не единственный участник осуществления этой важной функции. Вместе перечисленные области мозга анализируют зрительную информацию, получаемую первичной зрительной корой, и сохраняют зрительные воспоминания.

Уровни зрительной ассоциативной коры

Существует два уровня зрительной ассоциативной коры. Первый уровень, располагающийся вокруг первичной зрительной коры, получает информацию о передвижении предметов и цвете. Помимо этого, он обрабатывает сигналы, связанные с восприятием форм. Второй уровень, располагающийся в середине теменной доли, отвечает за восприятие движений и местоположения. Здесь базируются и такие характеристики как глубина восприятия. Этот уровень также охватывает нижнюю часть височной доли, которая отвечает за обработку и передачу информации о трехмерной форме.

Последствия повреждений

Сбои в функционировании затылочной доли могут вызывать различные нарушения зрения, по большей части достаточно серьезные. Если первичная зрительная кора повреждается полностью, результатом обычно является слепота. Первичная зрительная кора имеет отображаемое на ее поверхности поле зрения, и его стирание или глубокое повреждение обычно имеет необратимый характер. Полное повреждение зрительной коры часто является следствием тяжелой травмы или происходит в результате развития опухоли или другого аномального новообразования на поверхности головного мозга. В редких случаях причиной служат врожденные дефекты.

Очаговые поражения зрительной ассоциативной коры обычно не так серьезны. Слепота по-прежнему возможна, однако вероятность ее появления не так высока. Чаще всего у пациентов возникают трудности с распознаванием предметов. На языке медицины эта проблема называется визуальной агнозией. Пациент может быть способен взять часы и распознать их при помощи осязания, однако когда он смотрит на картинку, на которой изображены часы, ему чаще всего удается описать только ее элементы, такие как круглая поверхность циферблата или располагающиеся по кругу цифры.

Иногда нормальное зрение удается восстанавливать посредством лечения или даже хирургического вмешательства, однако это возможно не всегда. Многое зависит от степени тяжести и причины повреждения, а также от возраста пациента. Более молодые пациенты, в частности дети, зачастую отвечают на восстановительную терапию лучше, чем люди во взрослом возрасте или те, чей головной мозг уже не растет.

Фото: teens.drugabuse.gov, oerpub.github.io, injurycentral.com

При перепечатке материалов сайта гипер-ссылка на сайт обязательна.

Зрительные отделы головного мозга

Рис.1. Мозг человека, вид сзади. Красным цветом обозначена первичная зрительная кора V1 (поле Бродмана 17) ; оранжевым — поле 18; жёлтым — поле 19. [1]

Рис.2. Мозг человека, вид слева. Вверху: латеральная поверхность, внизу: медиальная поверхность. Оранжевым цветом обозначено поле Бродмана 17 (первичная, или стриарная, зрительная кора) [2]

Рис.3. Дорсальный (зелёный цвет) и вентральный (сиреневый цвет) зрительные пути, берущие начало в первичной зрительной коре. [3]

Зрительная кора (англ. visual cortex ) является частью коры больших полушарий головного мозга, отвечающая за обработку зрительной информации. Главным образом она сосредоточена в затылочной доле каждого из полушарий головного мозга [4] .

Оппонентно выделенные самые яркие сигналы видимых лучей света S,M,L — RGB (не в цвете), сфокусированных предметных точек на экстерорецепторы колбочки сетчатки глаза (рецепторный уровень), по зрительным нервам пересылаются сюда, в зрительную кору. Здесь формируется бинокулярное (стерео) цветное оптическое изображение (нейронный уровень). Впервые, субъективно мы ощущаем цвет, который является лично нашим. (При определении цвета методом колориметрии цвет оценивается данными среднестатистического наблюдателя большой группы здоровых людей)

Понятие зрительная кора включает первичную зрительную кору (также называемую стриарной корой или зрительной зоной V1) и экстрастриарную зрительную кору — зоны V2, V3, V4, и V5. (См. о зонах V2, V3, V4, и V5 в статье Зрительная кора)

Первичная зрительная кора анатомически эквивалентна полю Бродмана 17, или BA17. Экстрастриарная зрительная кора включает поля Бродмана 18 и 19 [4] .

Зрительная кора присутствует в каждом из полушарий головного мозга. Области зрительной коры левого полушария получают сигналы от правой половины зрительного поля, правого полушария — получают сигналы от левой половины.

В дальнейшем в статье будет говориться об особенностях зрительной коры приматов (в основном, человека). [5]

Содержание

Введение Править

Рис.4,Схема цветного зрения с точки зрения трёхкомпонентной теории

Зрительные отделы головного мозга — восприятие цвета и света, получение оптического изображения в коре головного мозга — второй, окончательный этап работы зрительной системы образования оптического видения в зрительных отделах головного мозга (см. рис.3,4).

Даже на начальном этапе визуального восприятия света и цвета в визуальной системе, в пределах сетчатки, проходя через начальные цветные механизмы «противника».

Рис.3a. Оптические тракты после встречи сигналов от правого и левого глаза в слои коленчатого тела

Известно, что механизмы противника обращаются к противостоящему цветовому эффекту красно-зелёных, синих-жёлтых и чёрно-белых цветов. (См.Теория оппонентного цветного зрения). При этом визуальная информация возвращается назад через зрительный нерв к оптическому перекрёстку, где два оптических нерва встречаются и информация от временных (контралатеральных) визуальных полевых перекрёстков до противоположной стороны мозга. После оптического перекрёстка зрительные тракты нервного волокна упоминаются как оптические тракты, которые входят в таламус en:Thalamus через синапс в боковом латеральном коленчатом теле (ЛКТ). ЛКТ является отдельным отделом головного мозга из шести слоёв: два магноцеллюлярных (большая клетка) бесцветные слои (М. клеток) и четырёх parvocellular (маленькая клетка) цветных слоёв (P клетки). В пределах слоев P-клетки ЛКТ есть два цветных типа противника: красного против зелёного и синего против жёлтого (зелёного/красного).

После синапсиса в ЛКТ, визуальные тракты продвигается назад к первичной зрительной коре (ПВК-V1), расположенной позади мозга в пределах затылочной доле. В пределах V1 слоя наружного коленчатого тела есть отличная полоса (бороздчатость). Это также упоминается «как полосатая кора», с другими корковыми визуальными областями, упомянутыми все вместе как «extrastriate кора». На данном этапе цветная обработка становится намного более сложной.

Первичная зрительная кора (VI) Править

Рис.4. Мозг человека.

Красным цветом обозначена первичная зрительная кора (зрительная зона V1)

Рис.5.Микрофотография показывает зрительную кору (розовый цвет). В pia mater и паукообразные в том числе кровеносные сосуды видны в верхней части изображения. Подкорковое белое вещество (синий) — это видно в нижней части изображения. ОН-LFB пятно..

Первичная зрительная кора — наиболее изученная зрительная зона мозга. Исследования показали, что у млекопитающих она занимает задний полюс затылочной доли каждого полушария (эти доли ответственны за обработку зрительных стимулов). Это наиболее просто устроенная [6] и филогенетически более «старая» из кортикальных зон, связанных со зрением. Она приспособлена для обработки информации о статических и движущихся объектах, в особенности, для распознавания простых образов.

Составная часть функциональной архитектуры коры больших полушарий головного мозга — первичная зрительная кора — практически полностью соответствует анатомически определяемой стриарной коре. Название последней восходит к латинскому «полоса, полоска» (лат. stria ) и во многом обусловлено тем, что здесь отчётливо видна невооружённым глазом полоска Дженнари [en] (наружная полоска Байярже), образованная конечными отделами покрытых миелиновой оболочкой аксонов, отходящих от нейронов латерального коленчатого тела и заканчивающихся в IV слое серого вещества.

Первичная зрительная кора подразделяется на шесть функционально различающихся горизонтальных цитоархитектонических слоёв (см. рис.К), обозначаемых римскими цифрами от I до VI [4] [7] .

Слой IV (внутренний зернистый слой [7] ), к которому подходит наибольшее количество афферентных волокон, идущих от латеральных коленчатых тел (ЛКТ), в свою очередь, подразделяется на четыре подслоя, обозначаемых IVA, IVB, IVCα и IVCβ. Нервные клетки подслоя IVCα, в основном, получают сигналы, идущие от нейронов магноцеллюлярных («крупноклеточных», вентральных) слоёв ЛКТ [8] («магноцеллюлярный зрительный путь»), подслоя IVCβ — от нейронов парвоцеллюлярных («мелкоклеточных», дорсальных) слоёв ЛКТ [8] («парвоцеллюлярный зрительный путь»).

Полагают, что среднее число нейронов первичной зрительной коры взрослого человека составляет около 140 миллионов в каждом полушарии [9] .

Функция Править

Рис.К. Полоса 6 — первичная зрительная кора (также называемую стриарной корой или зрительной зоной V1. Схема диаграммы P-клеткок нейронв, расположенных в пределах parvocellular слоев коленчатого ядра (LGN) таламуса

Первичная зрительная кора (V1) имеет очень четкие карты пространственной информации при зрении. Например, у людей верхняя половина области calcarine («шпоры») трещины отвечает на поступающие зрительные сигналы сильно. От нижней половины поля зрения области calcarine поток идёт в верхнюю половину поля зрения. Концептуально, это (retinotopic) или это отображение визуальной информации от сетчатки, нейронов, особенно визуального потока нейронов. Так происходит картирование — трансформация визуального оптического изображения от сетчатки в зону V1.

Соответствие данного расположения в зоне V1 и в субъективном поле зрения — это соотносится очень точно: даже слепые пятна сетчатки сопоставляются с зоной данными в V1. С точки зрения эволюции, эта переалресация очень просто происходит у самых животных, которые обладают зоной V1. У животных и человека с fovea (центра макулы — жёлтого пятна) в сетчатке, большая часть зоны V1 сопоставляется с небольшой Центральной частью поля зрения. Явление, известное как корковые увеличения. Возможно, с целью точного пространственного кодирования, нейроны в V1, имеют наименьшие рецептивное поле размеров любой зрительной коры или микроскопические участки.

Настройка свойств нейронов зоны V1 (реакции нейронов) отличаются значительно с течением времени. В начале времени (40 мс и далее) время настройки отдельных нейронов V1 имеют сильные (тюнинг) характеристики воздействия небольшого набора стимулов. То есть ответы неёронов могут различаться небольшими изменениям в зрительной ориентации пространственных частот и цвета. Более того, отдельные нейроны человека и животных зоны V1 бинокулярного зрения у глазной системы, а именно : настройка одного из двух глаз. В зоне V1 и первичной сенсорной коре головного мозга в целом, нейроны с аналогичными настройки свойств имеют тенденцию объединяться в виде корковых столбцов. Дэвид Hubel и Торстен Визель предложены классические «кубики льда» — модель организации корковых столбцов для настройки двух свойств: глазных доминирований и ориентации. Однако эта модель не может вместить цвет, пространственную частоту и много других возможностей, которые настраивают нейроны [цитата]. Точная организация всех этих корковых столбцов в зоне V1 остается горячей темой настоящего исследования.

Текущий консенсус таков, что кажется, ответы работы нейронов зоны V1 состоят из плиточной структуры, которые представляют селективные пространственно-временные фильтры. Функционирование зоны V1 в пространственной области можно рассматривать как аналог множества пространственно-местных — комплекс Преобразования Фурье или ,точнее, трансформирование Габора. Теоретически эти фильтры вместе могут осуществлять обработку нейронов пространственной частоты, ориентацию, движение, направление, скорость (временной частоты), и многие другие пространственно-временные характеристики. Требуются эксперименты нейронов для обоснования этих теории, но постановку новых вопросв.

В более позднее время (после 100 ms) воздействия на нейроны зоны V1 они также чувствительны к более глобальной организациии сцены (Lamme & Roelfsema, 2000). Эти параметры ответа, вероятно, обусловлены повторяющейся обработкой (при влиянии высокого уровня областей коры головного мозга на нижний ярус областей коры головного мозга) и горизонтальными связями от пирамидных нейронов (хьюп et al. 1998). В то время как прямые соединения, в основном, в процессе работы, обратной связи, в основном — модуляторные с их последствиями (Angelucci et al., 2003; хьюп et al., 2001). Опыт показывает, что обратная связь, происходящих в более высшем уровне, в таких областях, как V4 ОН или MT, с более крупных и сложных рецептивных полей, может изменить и форму ответов зоны V1, учета контекстных или экстра-классических рецептивных полей эффекта (Guo et al., 2007; Huang et al., 2007; Sillito et al., 2006).

Визуальная информация передана зоне V1 не закодирована в терминах пространственной (или оптический) съемки, но, скорее это — локальный контраст. Например, для изображения, состоящего наполовину со стороной черного и половины стороны с белым цветом, разрыв строки между черным и белым представляет сильные местные контрасты и кодируется, и в то же время в виде нескольких нейронов кода информация о яркости (черный или белый per se). В качестве информации дальнейшей ретрансляции в последующие зрительные зоны, в ней закодированы также все нелокальные частоты, фазы сигналов. Главное, что на таких ранних этапах корковой визуальной обработки, пространственное расположение визуальной информации хорошо сохранилось на фоне локального контраста кодирования. [10]

Как устроен мозг: затылочные доли

А мы вновь запускаем нашу еженедельную рубрику! Мы уже поговорили о теменных, височных и лобных долях, теперь пришло время рассмотреть ту область, которая активна прямо сейчас, когда вы читаете этот материал – затылочные доли.

Затылочная доля ( lobus occipitalis) занимает задние отделы полушарий. На выпуклой поверхности полушария она не имеет резкой границы, отделяющей ее от височных долей.

Затылочная доля головного мозга, прежде всего, отвечает за обработку и перенаправление визуальных сигналов. Она получает информацию от глаз и зрительных нервов, а затем направляет полученные сигналы либо первичной зрительной коре, либо одному из двух уровней зрительной ассоциативной коры. У здоровых людей эта доля безупречно функционирует самостоятельно, в то время как проблемы с ней обычно приводят к серьезным неприятностям со зрением. К примеру, дефекты в формировании этой доли могут становиться причиной слепоты или тяжелых нарушений зрения, а травмы, затрагивающие эту область, способны вызывать ряд иногда необратимых зрительных расстройств.

Как вы уже, наверное, догадались, существует два уровня зрительной ассоциативной коры. Первый уровень, располагающийся вокруг первичной зрительной коры, получает информацию о передвижении предметов и цвете. Помимо этого, он обрабатывает сигналы, связанные с восприятием форм. Второй уровень, располагающийся в центре теменной доли, отвечает за восприятие движений и местоположения. Здесь базируются и такие характеристики как глубина восприятия. Этот уровень также охватывает нижнюю часть височной доли, которая отвечает за обработку и передачу информации о трехмерной форме.

В зрительную часть каждого полушария проецируются одинаковые половины сетчатки. Присутствие в каждом полушарии, проекции сетчатки глаз, является главной частью бинокулярного зрения. Кроме этого, затылочная доля принимает поступающие сведения, перерабатывает их и незамедлительно посылает в гиппокамп, для образования сначала кратковременной, а потом долговременной памяти.

Сбои в функционировании затылочной доли могут вызывать различные нарушения зрения, по большей части достаточно серьезные. Если первичная зрительная кора повреждается полностью, результатом обычно является слепота. Первичная зрительная кора имеет отображаемое на ее поверхности поле зрения, и его стирание или глубокое повреждение обычно имеет необратимый характер. Полное повреждение зрительной коры часто является следствием тяжелой травмы или происходит в результате развития опухоли или другого аномального новообразования на поверхности головного мозга. В редких случаях причиной служат врожденные дефекты.

Очаговые поражения зрительной ассоциативной коры обычно не так серьезны. Слепота по-прежнему возможна, однако вероятность ее появления не так высока. Чаще всего у пациентов возникают трудности с распознаванием предметов. На языке медицины эта проблема называется визуальной агнозией. Пациент может быть способен взять часы и распознать их при помощи осязания, однако, когда он смотрит на картинку, на которой изображены часы, ему чаще всего удается описать только ее элементы, такие как круглая поверхность циферблата или располагающиеся по кругу цифры. Известен случай, когда у пациента, условно названного, D.B. зрение было даже лучше, чем у среднестатистического человека, но из-за повреждения первичной зрительной коры мужчина не распознавал объекты левым глазом. Несмотря на это он мог с большой точностью реагировать на визуальные импульсы в левом поле, отличать вертикальные или горизонтальные линии и диагонали, и даже отличить буквы «Х» и «О». Пациент утверждал, что не видит ничего, а символы лишь угадывает. D.B. был крайне удивлен, когда ему показали запись процесса «отгадывания» линий.

Ученые зафиксировали еще один интересный случай, связанный с повреждением затылочной доли. Пациент W.M. перенес инсульт, который нанес серьезный ущерб его правой затылочной и височной доле, в результате чего случилась левая гемианопсия — это состояние, когда скотома (слепое пятно в поле зрения) охватывает половину всего поля зрения. В сущности, W.M. был практически слеп на левое поле зрения. При проведении тестирования с участием его левой руки человек смог распознать стимулы в правой части поля зрения на 97,8 процентов, в левой – на 13,6 процентов. Интересно то, что, когда его тестировали с вытянутой левой рукой, его способности распознавать стимулы слева заметно улучшались. По какой-то причине его мозг позволял ему видеть объекты, которые были рядом с его левой рукой, даже если рука была в регионе скотомы. К тому же он начинал видеть еще больше, когда его рука была полностью вытянута и держала, при этом теннисную ракетку.

Так что цените не только свою способность видеть, но и понимать, что находится перед вами.

Уважаемые читатели! Если Вы нашли ошибку на нашем сайте, просто выделите её и нажмите ctrl + enter , спасибо!

© «Нейротехнологии.РФ» Полное или частичное копирование материалов возможно только при наличии активной гиперссылки на материал в Интернете или ссылки на главную страницу портала в печатном материале. Все права принадлежат редакции сайта, незаконное копирование материалов преследуется согласно действующему законодательству.

Улучшение зрения без очков по методу Бейтса

Джонатан Барнс

Глава 2. Процесс зрения

Для успешного применения метода Бейтса не нужно досконально разбираться в анатомии и физиологии. Достаточно просто следовать инструкциям, приведённым в части II этой книги. Поэтому, если хотите, можете пока пропустить эту и следующие две главы. Однако даже поверхностное знакомство с процессом зрения поможет вам понять, на чем основываются инструкции метода Бейтса, а это может содействовать прогрессу, ведь вы убедитесь, что этот метод вполне логичен и последователен. Понимание основ в некоторой мере поможет подготовиться к удивительному открытию, которое вас ожидает, — метод действительно работает!

Анатомия глаза

Зрение — это развитый практически у всех животных способ восприятия информации об окружающем мире посредством света. Растения и простейшие животные чувствительны только к самому свету, его наличию или отсутствию. Животные более сложной организации способны различать контраст, движение, образы, цвета, стереоскопическую глубину.

По сравнению с другими способами восприятия зрение обладает наивысшим потенциалом, поскольку позволяет получать детальную и очень конкретную информацию — на различных расстояниях. Это важно для выживания. У тех животных, чей образ жизни требует остроты зрения, устройство глаза в процессе эволюции практически достигло совершенства.

Глаз человека в структурном отношении не относится к числу самых сложных в царстве животных, но определённо является самым совершенным, ведь он обслуживает человеческий мозг — пожалуй, самое изощрённое творение природы. Качество этого суперкомпьютера во многом определяется качеством главных устройств ввода информации — органов зрения и слуха.

Структура глаза человека мало чем отличается от устройства органа зрения остальных млекопитающих. Он представляет собой полую сферу (или сфероид), заполненную жидкостью, которая находится под небольшим давлением. Благодаря этому давлению глаз сохраняет сферическую форму.

Можно сказать, что глаз делится на два отсека (передний и задний) хрусталиком — эластичным двояковыпуклым телом диаметром примерно 8 миллиметров. Передний отсек заполнен совершенно прозрачной жидкостью, водянистой влагой, в то время как задний, значительно больший по размеру — студнеобразной массой, называемой стекловидным телом. В совокупности три прозрачных компонента, через которые проходит свет, образуют оптические среды.

Сама сферическая стенка глазного яблока с анатомической точки зрения состоит из трёх слоев — склеры, сосудистой оболочки и сетчатки.

Рис. 1. Горизонтальный разрез глаза, поясняющий термины, употребляемые в тексте

Склера, внешний слой, так называемый «белок» глаза, представляет собой очень плотную фиброзную оболочку, защищающую внутренние части глаза. В передней части глаза склера переходит в роговицу, прозрачное куполообразное «окно», через которое в глаз попадает свет.

Сосудистая оболочка состоит из трёх частей — радужки, ресничного тела и хориоидеи. Радужка, или радужная оболочка, располагается за роговицей и представляет собой мышечное кольцо, сокращения которого позволяют менять размер зрачка, центрального отверстия, через которое внутрь глаза поступает свет. Радужка содержит пигмент (коричневый, зелёный и т.д.), придающий глазам определённый цвет. Попадая в глаз через зрачок, свет затем проходит сквозь хрусталик, который посредством связки, называемой пояском, соединён с мышцами ресничного тела. Движения этих мышц меняют кривизну хрусталика, вследствие чего изменяется его фокусирующая способность. Хориоидея, третья часть сосудистой оболочки, представляет собой сеть кровеносных сосудов, обеспечивающих кровообращение внутри глаза.

Изнутри стенка глазного яблока покрыта сетчаткой, исключительно сложной по структуре, чувствительной оболочкой, состоящей из нервных клеток, среди которых важнейшее место занимают фоторецепторы. Эти световоспринимающие клетки делятся на два типа — палочки и колбочки. Палочки чувствительны к слабому свету и регистрируют только оттенки серого цвета, в то время как колбочки включаются в работу только при хорошем освещении и отвечают за цветовое зрение.

Строение сетчатки

Сетчатка формируется в процессе развития эмбриона и представляет собой не что иное, как отросток головного мозга, своего рода аванпост, где зрительная информация не только собирается, но и проходит первичную обработку.

Сетчатка состоит из 130 миллионов фоторецепторов, а в зрительном нерве — «кабеле», соединяющем сетчатку с мозгом, — нервных волокон лишь миллион. Таким образом, на каждое нервное окончание приходится в среднем 130 светочувствительных клеток. В круг обязанностей сетчатки входит обеспечение передачи полученной информации без потери качества изображения. Эта сложнейшая операция выполняется несколькими слоями специализированных клеток, расположенных между фоторецепторами и нервными волокнами. Эффективности этого процесса способствует особое расположение фоторецепторов по всей области сетчатки.

На внешних стенках сетчатки фоторецепторов немного, и преимущественно это палочки, обеспечивающие зрение, сравнимое со зрением примитивных животных. На периферии сетчатки «осознанного» зрения нет вообще, человек замечает только движение и световой контраст. Когда вы видите что-то «краем глаза» и механически поворачиваетесь, чтобы разглядеть лучше, это происходит как реакция на сигналы, возникающие на периферии сетчатки.

Ближе к центру фоторецепторы располагаются все гуще, и возрастает доля колбочек. В самом центре сетчатки находится жёлтое пятно, имеющее примерно 5,5 миллиметра в диаметре. В его центре находится маленькая впадина, называемая центральной ямкой (фовеа). Диаметр «ямки»— 1,9 миллиметра. В центральной её части находится фовеола («ямочка»), составляющая лишь 0,35 миллиметра в поперечнике. Через неё проходит зрительная ось.

В центральной ямке и фовеоле палочек нет, есть только колбочки, плотно прилегающие друг к другу. Наивысшей плотности колбочки достигают в фовеоле, и диаметр самых маленьких из них не превышает одной тысячной миллиметра.

В целом по сетчатке число палочек превосходит число колбочек в соотношении 18:1. Именно колбочки отвечают за способность различать мельчайшие детали. Важность колбочек отражается в том, насколько хорошо они обеспечены связями со зрительным нервом. Некоторым колбочкам в фовеоле предоставлено эксклюзивное право пользования отдельными волокнами зрительного нерва. Кстати, интересно отметить, что центральной ямки нет в сетчатке низших млекопитающих, хотя её можно обнаружить у некоторых рыб, пресмыкающихся и птиц. Среди млекопитающих она присутствует только у приматов. 1лаз шимпанзе, в частности, по структуре очень похож на человеческий. Центральная ямка, обеспечивающая острейшее зрение при различных расстояниях, была чрезвычайно важна сначала для охотников, потом для крестьян, а теперь для технологов.

Фоторецепторы содержат пигменты, которые под воздействием света обесцвечиваются. Эта химическая реакция порождает электрический сигнал, который по зрительному нерву поступает в мозг. Обесцветившемуся пигменту фоторецептора нужно какое-то время для замены. Под воздействием очень яркого света обесцвечивается целый участок сетчатки, и на время его чувствительность резко снижается. Именно этим объясняются временное ослепление и остаточные зрительные ощущения, возникающие в глазах, если смотреть на очень яркий объект.

Глазные мышцы

Процесс выбора изображений, в конечном итоге попадающих на сетчатку, и управление ими осуществляются тремя системами мышц, две из которых расположены внутри глазного яблока, а третья — снаружи.

Первой из этих систем является радужка. Как уже было сказано, радужка представляет собой мышечное кольцо, центральное отверстие которого (зрачок) может менять размер. Любой фотограф знает: чтобы получить высокое качество снимка, необходимо регулировать диафрагму объектива в зависимости от освещённости (диафрагма в фотоаппарате играет ту же роль, что и зрачок в глазу).

Однако управление количеством света, попадающего внутрь глаза, — отнюдь не главная функция радужной оболочки, поскольку площадь зрачка может варьироваться лишь в пределах 16:1, в то время как диапазон интенсивности света, воспринимаемого глазом, меняется в соотношении как минимум:1. Главная роль радужки, по-видимому, заключается в том, чтобы ограничивать световой пучок, попадающий на сетчатку, рамками жёлтого пятна, за исключением ситуаций, когда требуется максимальная чувствительность зрения (например, в сумерках).

Зрачок также сужается, «затемняя объектив» глаза и тем самым увеличивая глубину фокусировки при рассматривании близких предметов.

Зрачок расширяется и сужается автоматически, реагируя на количество света, попадающего на сетчатку. Иными словами, между сетчаткой и зрачком существует обратная связь.

Она неоднократно проявляет себя в процессе изучения зрения. Обратная связь играет важную роль в аккомодации — процессе фокусировки глаз при рассмотрении дальних и ближних объектов. В процессе аккомодации обратный сигнал поступает из той части мозга, где происходит обработка воспринимаемого изображения. Если рассматриваемый объект оказывается не в фокусе, автоматически посылается «приказ» перенастроить механизм фокусировки.

Сейчас мы подходим к основополагающему моменту в теории Бейтса, вызывающему споры, — механизму аккомодации. Общепринятой является точка зрения, что аккомодация достигается исключительно действием ресничного (цилиарного) тела — второй из внутримышечных систем глаза.

В этой главе будет описана ортодоксальная теория, хотя даже среди её приверженцев нет полного согласия в том, как именно работает ресничное тело и каким образом оно взаимодействует с мозгом.

Когда глаз смотрит вдаль, хрусталик должен быть сравнительно плоский, но при перемещении взгляда на близлежащий объект, кривизна хрусталика должна увеличиться (см. главу 3). Хрусталик представляет собой эластичную капсулу, заполненную мягким веществом. Стенка капсулы имеет переменную толщину, благодаря чему хрусталик в состоянии покоя приобретает форму двояковыпуклой линзы. Таким образом, если на хрусталик не оказывается никакое воздействие со стороны ресничного пояска, вещество раздувает капсулу, вследствие чего фокусное расстояние хрусталика как линзы уменьшается.

Можно предположить, что, если в состоянии покоя для хрусталика естественна выпуклая форма, усилие к нему следует применять только при перемещении взгляда вдаль. Но, как ни странно, верно как раз обратное. Хрусталик находится в состоянии постоянного напряжения, поэтому в обычных условиях он имеет достаточно плоскую форму, пригодную для дальнего зрения. Когда возникает потребность в ближнем зрении, ресничная мышца сокращается, а ресничное тело выдвигается вперёд. Диаметр ресничного тела (имеющего форму кольца) уменьшается, сила натяжения пояска, на котором подвешен хрусталик, ослабевает, и капсула в результате внутреннего давления раздувается, приобретая более выпуклую форму.

Об аккомодации более подробно мы поговорим позже, а пока вернёмся к рассмотрению трёх мышечных систем. Третья из этих систем состоит из шести внешних мышц, которые управляют движением глаза в глазнице. Эти мышцы собраны в три пары и прикреплены к склере. Именно они двигают глаз в разных направлениях.

Большинство мышц в теле человека образованы одним из двух типов ткани. Мышцы, контролируемые нами (например, мышцы кисти), как правило, содержат волокна поперечнополосатого типа, а мышцы, связанные с непроизвольными движениями (например, мышцы пищеварительного тракта), относятся к числу гладких. Внешние глазные мышцы уникальны тем, что сочетают в себе ткани обоих типов и одни функции выполняют в автоматическом режиме, а другие — под контролем сознания.

Движения глаз

Наши глаза исключительно хорошо приспособлены к бинокулярному зрению: имея почти одинаковое поле зрения, они передают в мозг несколько отличающиеся картинки, что позволяет формировать информацию о глубине воспринимаемого изображения. Будучи парным органом, глаза работают в унисон, и управляющие ими мышцы являются, пожалуй, самыми тонкими и чуткими из всех мышц человеческого организма.

Внешние мышцы глаз выполняют как минимум четыре функции, которые можно обозначить следующим образом:

Для успешного бинокулярного зрения управление зрительными осями должно быть очень точным и осуществляться в то время, когда глаза находятся в постоянном движении.

Разница между двумя функциями — слежением и поиском — заключается в следующем. Если вы попросите кого-то следить глазами за движущимся предметом (скажем, за вашим пальцем), то заметите, что глаза наблюдателя перемещаются в глазницах плавно. Если же человек попытается выполнить те же движения самостоятельно, без наличия предмета, за которым надо следить, глаза будут перемещаться не плавно, а рывками.

Таким образом, процесс слежения существенно отличается от поиска. Целясь в движущуюся мишень, стрелок должен «вести цель», держа мушку чуть впереди, причём величина этого опережения отчасти определяется скоростью и траекторией движения цели, а также расстоянием, разделяющим стрелка и цель. Опытный стрелок выполняет необходимые расчёты почти мгновенно. Доказано, что, отслеживая предмет, взгляд опережает «цель». Предвосхищая направление движения предмета, глаз опережает его примерно на 6 миллисекунд. Это открытие влечёт за собой значительные последствия.

Человеку несведущему простительно полагать, что движения глаз, как и любые другие движения, вызванные работой мышц, контролируются мозгом. Отчасти это верно. Команды, направляющие взор в ту или иную точку поля зрения, действительно возникают в двигательном центре мозга. Но как насчёт команд, позволяющих глазу следить за движущимся предметом?

Процесс восприятия требует времени. Свет должен возбудить фоторецепторы, нервному импульсу необходимо достичь мозга, а мозгу, в свою очередь, нужно обработать этот сигнал — на все уходит примерно 135 миллисекунд. Даже если не принимать во внимание время, необходимое для доставки обратного сигнала мышцам глаз, задержка слишком велика, чтобы позволить глазу опередить цель на 6 миллисекунд.

Если бы команды поступали от двигательных центров мозга, глаза постоянно отставали бы и не могли бы уследить за полётом птицы или теннисного мяча. Следовательно, система наведения, управляющая процессом слежения за движущейся целью, находится не в головном мозге. Она находится в самом глазу, а именно — в сетчатке. Как уже было сказано ранее, по своему происхождению сетчатка является частью поверхности головного мозга. Кроме фоторецепторов и клеток, непосредственно связанных с ними, в сетчатке есть ещё миллионы других нервных клеток, очень похожих на клетки коры головного мозга, но их функция пока слабо изучена.

Третий тип движения глаз — поиск — имеет много общего с четвёртым — сканированием. Как показал наш эксперимент, глаза «исследуют» поле зрения, двигаясь рывками. Когда что-то привлекает ваше внимание, рывки, или саккадированные движения глаз (саккады), становятся очень мелкими и ограничиваются непосредственным окружением рассматриваемого объекта. Используя специальный аппарат, представляющий собой миниатюрное зеркало, прикреплённое к контактной линзе, учёные смогли зафиксировать эти саккадированные движения на фоточувствительной бумаге. И вот что удалось выяснить: когда человек сосредоточивает взгляд на определённой точке, его глаза непроизвольно «блуждают» вокруг, правда, то и дело возвращаясь в точку.

Поскольку максимальная чёткость зрения достигается в центральной части сетчатки, саккадированные движения необходимы для изучения поля зрения. Непроизвольность саккад роднит их с четвёртым типом движения глаз, непрерывными высокочастотными колебаниями, которые мы здесь — по причинам, которые станут ясны позднее, — называем сканированием.

Сканирование — необходимый атрибут зрения. Если вместо зеркала к контактной линзе прикрепить миниатюрный проектор, фиксирующий изображение, попадающее на сетчатку, человек очень скоро перестаёт что-либо видеть.

Сначала изображение становится размытым и серым, а потом и вовсе исчезает. Однако после этого происходит нечто совершенно неожиданное. Мозг вдруг «вспоминает» о том, что он также принимает участие в процессе зрения, и из полного мрака вдруг необъяснимым образом появляются, сменяя друг друга, призрачные фрагменты первоначальной картинки.

Обработка зрительных сигналов

Если зрение — это конечный «продукт», сырьём для которого служит свет, то глаза являются поставщиком «полуфабриката» в главный цех — головной мозг.

Как мы уже говорили, первичная обработка визуальной информации происходит в сетчатке, в двух слоях клеток — биполярных и ганглиозных (грушевидных). Каждая биполярная клетка соединена с множеством фоторецепторов, соединённых, в свою очередь, с множеством других биполярных клеток.

Аналогичным образом биполярные клетки связаны с ганглиозными.

Пройдя ганглиозные клетки, нервный импульс покидает сетчатку и по волокнам зрительного нерва направляется в мозг. Мозг делится на два полушария — левое и правое. Сигналы из левой половины сетчатки левого глаза попадают в левое полушарие, а из правой половины сетчатки левого глаза — в правое полушарие. То же самое касается и правого глаза. Таким образом, в левое полушарие попадают изображения из левых половин каждого глаза, а в правое — из правых. Точка, где нервные пути пересекаются, называется перекрестом зрительных нервов. Затем сигналы попадают в первичный зрительный центр каждого полушария, а после обработки пересылаются в область затылочной доли коры головного мозга, отвечающую за зрение.

Процесс зрительного восприятия настолько сложен, что более или менее разобраться в нем учёным удалось лишь в последние десятилетия. Попытки оснастить машины хотя бы рудиментарным зрением убедили нас, насколько технически трудно достичь уровня биологического восприятия, которое у человека организовано определённо сложнее, чем у остальных живых существ.

Например, о том, как область, отвечающая за зрение, взаимодействует с остальной частью коры головного мозга и как кора взаимодействует с подкорковыми отделами мозга, наука ещё практически ничего не знает.

Маршрут «сетчатка-мозг», по которому следуют нервные импульсы, показан на рис. 2. Если пользоваться нейрофизиологической терминологией, то анализ сигналов в сетчатке и первичном зрительном центре осуществляется посредством полей торможения/активации. В конечном счёте в область мозга, отвечающую за зрение, поступает закодированная версия первоначального образа. Этот код составлен из прямых линий, движения и цвета.

Рис 2. Путь зрительной информации из сетчатки в мозг

Любое изображение, даже самое сложное, можно разделить на определённое количество крошечных прямолинейных отрезков. Круг, например, представляет собой множество маленьких отрезков, составленных под определённым углом. Пользователям компьютера, которые знакомы с программой построения многоугольников, это должно быть понятно: когда число сторон многоугольника достигает 50, на экране фактически вырисовывается окружность. Механизм зрения работает по тому же принципу. Но чтобы человеческий глаз воспринял многоугольник как окружность, сторон должно быть намного больше.

Прямые линии во входящем коде классифицируются по направлению, делятся на «края», «полоски» и «прорези». Кроме того, фиксируется движение изображения (если таковое присутствует) по разным направлениям. Читая код, затылочная доля коры головного мозга переводит его на очень сложный язык — язык зрения.

Кора головного мозга отвечает за сенсорное восприятие, чувства, воображение, память, мышление и самосознание, определяя саму личность человека. Хотя у каждого участка коры своя функция — распознавание речи, вкусовых ощущений, звуков, зрительных образов и т.д., — они связаны между собой ассоциативными волокнами. На практике это означает, что сенсорное восприятие, воображение и все остальное образуют единое целое, в котором все части коры мозга отыгрывают важную роль.

Как только очередная часть кода прочитана, информация из двух областей, отвечающих за зрение (одна занимается обработкой левой части первоначального изображения, а вторая — правой), соединяется в одно целое.

Исследования, посвящённые психологическому аспекту зрения, показали, что для понимания изображения, воспринимаемого глазами, мозг в значительной степени полагается на воображение и память. Зрение является одновременно и врождённым, и приобретённым навыком. Причём не только навыком, но ещё и искусством. Зрение — настоящий творческий процесс, который протекает наряду с другими в коре головного мозга. Жизненный опыт человека очень важен для текущего восприятия мира. Мы запоминаем определённые положения (например, что люди, дома, деревья, как правило, имеют такой-то размер) и пользуемся ими, когда пытаемся интерпретировать какой-то незнакомый образ. Для лучшего понимания всего этого достаточно взглянуть на хорошо известный пример оптической иллюзии (рис. 3). Жизненный опыт — и его «представление» на бумаге — научил нас понимать и принимать как должное правила перспективы. Глядя на две наклонные линии, мы автоматически предполагаем, что правила перспективы подразумеваются и здесь. Следовательно, верхняя из двух горизонтальных линий располагается дальше нижней. Наш разум делает вывод, что верхняя линия должна быть длиннее нижней, несмотря на то что реально они имеют абсолютно одинаковую длину.

Рис. 3. Иллюзия Понзо

Вот ещё один пример нарушения принятых правил (рис. 4). Глядя на левый край фигуры, мы интерпретируем то, что видим, как изображение трёх параллельных цилиндров. Но по мере перемещения взгляда вправо разум даёт иную интерпретацию, основываясь на новой информации. Обе интерпретации «правильные», но они исключают друг друга, так что фигура становится «невозможным», практически не существующим объектом, хотя в действительности она представляет собой несколько линий, начертанных на бумаге.

Рис. 4. «Невозможный» объект

На этом же приёме основываются «невозможные сцены» известного английского художника М. К. Эшера — водопад, обрушивающийся вверх, маленькие человечки, бесконечно поднимающиеся по одной и той же лестнице, и т.п.

Эту идею можно проиллюстрировать и несколько по-иному (рис. 5). На рисунке можно увидеть разные предметы в зависимости от того, как на него посмотреть. Ясно, что речь идёт о кубе, но на какой из его граней находится кружок? Один из возможных ответов таков: на куб мы смотрим сверху, а кружок находится в центре передней грани. Но с таким же успехом можно сказать, что кружок находится в левом нижнем углу задней грани. Возможны ещё две интерпретации, если представить, что мы смотрим на куб не сверху, а снизу. Может также оказаться, что речь идет о шарике, парящем внутри куба, или перед ним, или даже за ним. Каждый ответ «правильный».

Рис. 5. Куб Неккера

Разум, однако, настаивает на том, что правильный ответ может быть только один. Ведь он воспринимает окружающий мир, выбирая из имеющихся данных наилучшую и наиболее вероятную интерпретацию. В данном же примере разум никак не может прийти к какому-то определённому решению, поэтому куб с кружком как будто прыгает в глазах, поворачиваясь то одной, то другой гранью — в зависимости от интерпретации, принимаемой разумом в определённый момент времени.

Таким образом, зрение — это не только работа глаз и непосредственно связанных с ними отделов головного мозга. Процесс зрения осуществляется и контролируется корой головного мозга в целом. Зрение — это не только свет, падающий на сетчатку; в этом процессе задействованы также воображение и память. Это поймёт каждый, кому приходилось рассматривать в журналах фотографии знакомых предметов, снятых под непривычным углом, или доводилось задумчиво смотреть на огонь и видеть в языках пламени лица людей.

На привычки восприятия человека огромное воздействие оказывают жизненный опыт, воспитание и особенности характера. Наше мировосприятие не только отображает эти привычки, но и усиливает их.

Не вдаваясь глубоко в философские вопросы, можно сделать вывод, что для предубеждений и других вредных привычек восприятия, а также поведения имеются физиологические основания. Одним из самых полезных «побочных эффектов» работы над зрением по методу Бейтса является приобретение более позитивного мировоззрения, растущего чувства единства и гармонии с природой.